矿井水深度处理控制系统的设计与实现

摘要

随着经济的不断发展，我国对煤炭资源的需求量在逐年增加，而在煤炭的开采过程中，不可避免的要排放大量的矿井水。矿井水既是具有煤炭行业特征的工业废水，又是一种重要的水资源，因此，国家煤炭工业发展“十二五”规划就提出，至2015年底，全国矿井水的利用率要达到75％。可见，对矿井水进行处理回收利用，既能保护环境又能实现污水资源化。目前，我国的矿井水深度处理技术处于起步阶段，没有与其相适应和配套的控制系统，限制了该技术的快速发展和推广应用，其自动化水平相对较低，因此，开发研究适合矿井水深度处理工艺的控制系统是非常必要的。
　　本文结合某煤矿的矿井水深度处理项目，论述了其控制系统的设计与实现过程。首先，分析了矿井水深度处理工艺流程和水处理工艺中所用到的装置及设备；其次，根据工艺控制要求和系统功能，设计了由监控站、控制站和现场站构成的控制系统总体方案；再次，根据控制系统的总体方案和工艺设备数量及类型，进行了检测仪表单元、现场设备控制单元、PLC控制单元和上位机控制单元的硬件设计；然后，根据工艺控制要求，采用STEP7编程软件完成了硬件组态和PLC程序的设计，主要实现了单机设备的点操、活性炭过滤-超滤系统和反渗透系统的自动运行控制等功能。最后，利用上位机组态软件KingView6.55开发了系统的监控画面，监控画面由工艺流程画面和功能画面组成，工艺流程画面包括工艺流程总览图、活性炭过滤系统、超滤系统、反渗透系统和加药系统等，功能画面包括操作画面、报表画面、报警画面等，并对各画面的主要功能进行详细的阐述。
　　本文所设计的矿井水深度处理控制系统已经投入使用，运行稳定可靠，达到了设计目的和预期效果。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外现状及发展趋势

1.3 课题研究内容及章节安排

第2章 矿井水深度处理工艺流程及设备

2.1 矿井水深度处理工艺流程

2.2 矿井水深度处理主要设备及原理

2.3 本章小结

第3章 控制系统的总体结构设计

3.1 控制系统设计步骤

3.2 需求分析

3.3 控制系统的方案设计

3.4 本章小结

第4章 控制系统的硬件设计

4.1 控制系统硬件组成

4.2 检测仪表单元硬件设计

4.3 现场设备控制系统硬件设计

4.4 PLC单元硬件设计

4.5 上位机单元硬件设计

4.6 本章小结

第5章 PLC控制系统的软件设计

5.1 编程软件介绍

5.2 项目的生成与硬件组态

5.3 PLC控制程序设计

5.4 本章小结

第6章 上位机监控系统的软件设计

6.1 监控软件的选择

6.2 上位机监控系统的建立过程

6.3 监控系统界面的总体设计

6.4 监控系统画面的设计与实现

6.5 本章小结

第7章 结论与展望

7.1 结 论

7.2 展 望

参考文献

致谢